CN101565320A - 水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，所用材料由碳化硅、碳素材料和硅粉及外加的水、固化剂、结合剂和分散剂组成，碳化硅、碳素材料和硅粉的重量份数及加入比例是：碳化硅66－83份、碳素材料5－10份、硅粉10－24份；水、结合剂和分散剂的加入量分别占碳化硅、碳素材料和硅粉的总重量的比例为：水10－30％、结合剂1－3％、分散剂0.1－2％；所述的碳化硅具有不同的粒度等级，其粒度分布在60－40μm、40－20μm、20－10μm、10－5μm和5－1μm中的两个或两个以上粒度区间。本发明，选取的原料组成合理，堆积密度大，产品强度高、耐磨性能好，产品成本低，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种水泥窑预热器内筒用的挂板，具体地说是一种水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板及制备方法。
背景技术
目前，水泥窑预热器内的挂板，大多为耐热耐磨的特种合金钢板，在含有大量腐蚀性粉末的高温环境中使用，其使用寿命很短，并且由于这种钢板价格非常高，极大的增加了企业的生产成本，不利于企业的长期发展。虽然也出现了一些水泥窑预热器用的陶瓷挂板，一定程度的延长了挂板的使用寿命，降低了生产成本。但是，现有的陶瓷挂板耐磨抗腐蚀性不够理想，产品强度不够，易损坏，仍然无法满足水泥窑预热器内筒的使用。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题存在的不足，提供一种耐磨抗腐蚀性好、强度高、使用寿命长的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板及制备方法。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，所用材料由碳化硅、碳素材料和硅粉及外加的水、固化剂、结合剂和分散剂组成，碳化硅、碳素材料和硅粉的重量份数及加入比例是：碳化硅66-83份、碳素材料5-10份、硅粉10-24份；水、结合剂和分散剂的加入量分别占碳化硅、碳素材料和硅粉的总重量的比例为：水10-30％、结合剂1-3％、分散剂0.1-2％；所述的碳化硅具有不同的粒度等级，其粒度分布在60-40μm、40-20μm、20-10μm、10-5μm和5-1μm中的两个或两个以上粒度区间。
所述的结合剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠或糊精。
所述的分散剂为木质素磺酸钠、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
所述碳化硅的纯度大于98％。
所述硅粉的纯度大于98％，粒度小于44μm。
所述碳素材料为炭黑、石墨和热塑性酚醛树脂粉中的一种或两种以上的混合。
所述炭黑的碳含量大于99％、粒度小于500nm；所述石墨的碳含量大于98％、粒度小于88μm；所述热塑性酚醛树脂粉的粒度小于88μm。
碳素材料选用热塑性酚醛树脂粉时，外加乌洛托品，加入量是碳化硅、热塑性酚醛树脂粉和硅粉总重量的1-2％。
本发明，水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板的制备方法为：
步骤一、取上述技术方案所述的碳化硅66-83份、碳素材料5-10份、硅粉10-24份放入球磨机，再加入碳化硅、碳素材料和硅粉总重量10-30％的水、1-2％的固化剂、1-3％的结合剂和0.1-2％的分散剂，开球磨机湿磨2-10小时，将原料制成泥浆；
步骤二、将制成的泥浆放入储存罐，进行超声波和真空处理，除去气泡；
步骤三、将处理好的泥浆缓慢注入事先组装好的模具内，待凝固成型后脱模；
步骤四、将脱出的素坯放入干燥器烘干，烘干温度100℃，时间大于20小时；
步骤五、将干燥好的素坯放入感应炉或电阻炉内，封闭炉门，抽真空，注入氩气，压力保持0.1-0.21个大气压，加温烧结，烧结温度大于1550℃，时间为4-5小时，烧结后出炉，制成水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板。
本发明的有益效果是：
1、选取的原料组成合理，产品成本低，易于推广使用；
2、所用碳化硅具有多种不同粒度区间，堆积密度大，产品强度高、耐磨性能好，使用寿命长；
3、制造方法简单易行，有利于产业化生产制造。
具体实施方式
水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，由碳化硅、碳素材料和硅粉及外加的水、固化剂、结合剂和分散剂组成，碳化硅、碳素材料和硅粉的重量份数及加入比例是：碳化硅66-83份、碳素材料5-10份、硅粉10-24份；水、结合剂和分散剂的加入量分别占碳化硅、碳素材料和硅粉的总重量的比例为：水10-30％、结合剂1-3％、分散剂0.1-2％；所述碳化硅的粒度具有不同的分布区间，其分布区间为60-40μm、40-20μm、20-10μm、10-5μm和5-1μm中的两个或两个以上。
所述的结合剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠或糊精。
所述的分散剂为木质素磺酸钠、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
所述碳化硅的纯度大于98％。
所述硅粉的纯度大于98％，粒度小于44μm。
所述碳素材料为炭黑、石墨和热塑性酚醛树脂粉中的一种或两种以上的混合。
所述炭黑的碳含量大于99％、粒度小于500nm；所述石墨的碳含量大于98％、粒度小于88μm；所述热塑性酚醛树脂粉的粒度小于88μm。
碳素材料选用热塑性酚醛树脂粉时，需要外加乌洛托品作为固化剂，加入量是碳化硅、热塑性酚醛树脂粉和硅粉总重量的1-2％。
本发明，水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板的制造方法为：
步骤一、取上述技术方案所述的碳化硅66-83份、碳素材料5-10份、硅粉10-24份放入球磨机，再加入碳化硅、碳素材料和硅粉总重量10-30％的水、1-2％的固化剂、1-3％的结合剂和0.1-2％的分散剂，开球磨机湿磨2-10小时，将原料制成泥浆；
步骤二、将制成的泥浆放入储存罐，进行超声波和真空处理，除去气泡；
步骤三、将处理好的泥浆缓慢注入事先组装好的模具内，待凝固成型后脱模；
步骤四、将脱出的素坯放入干燥器烘干，烘干温度100℃，时间大于20小时；
步骤五、将干燥好的素坯放入感应炉或电阻炉内，封闭炉门，抽真空，注入氩气，压力保持0.1-0.21个大气压，加温烧结，烧结温度大于1550℃，时间为4-5小时，烧结后出炉，制成水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板。
实施例1
取纯度大于98％的碳化硅66份、碳含量大于99％且粒度100nm的炭黑10份、纯度大于98％且粒度44μm的硅粉24份，其中粒度60-40μm的碳化硅20份、粒度40-20μm的碳化硅20份、粒度20-10μm的10份、粒度10-5μm的16份；将原料放入球磨机，再加入碳化硅、炭黑和硅粉总重量12％的水、2％的结合剂和0.1-2％的分散剂；开球磨机湿磨3小时，将原料制成泥浆，将制成的泥浆放入储存罐，进行超声波和真空处理，除去气泡，将处理好的泥浆缓慢注入事先组装好的模具内，待凝固成型后脱模，脱出的素坯放入干燥器烘干，烘干温度100℃，时间大于20小时；将干燥好的素坯放入感应炉或电阻炉内，封闭炉门，抽真空，注入氩气，压力保持0.1-0.21个大气压，加温烧结，烧结温度大于1550℃，时间为4小时，烧结后出炉，制成水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板。
实施例2、
取纯度大于98％的碳化硅78份、粒度88μm的热塑性酚醛树脂粉10份、纯度大于98％且粒度44μm的硅粉12份，其中粒度60-40μm的碳化硅20份、粒度40-20μm的碳化硅20份、粒度20-10μm的10份、粒度10-5μm的28份；将原料放入球磨机，再加入碳化硅、热塑性酚醛树脂粉和硅粉总重量15％的水、2％的乌洛托品、1％的结合剂和0.1-2％的分散剂；开球磨机湿磨5小时，将原料制成泥浆，再对泥浆进行超声波和真空处理除去气泡，将处理好的泥浆缓慢注入事先组装好的模具内，待凝固成型后脱模，脱出的素坯放入干燥器烘干，烘干温度100℃，时间大于20小时；将干燥好的素坯放入感应炉或电阻炉内，封闭炉门，抽真空，注入氩气，压力保持0.1-0.21个大气压，加温烧结，烧结温度大于1550℃，时间为4小时，烧结后出炉，制成水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板。
实施例3
取纯度大于98％的碳化硅66份、碳含量大于99％且粒度100nm的炭黑10份、纯度大于98％且粒度44μm的硅粉24份，其中粒度10-5μm的碳化硅40份、粒度5-1μm的碳化硅26份；将原料放入球磨机，再加入碳化硅、炭黑和硅粉总重量18％的水、2％的结合剂和0.1-2％的分散剂；开球磨机湿磨4小时，将原料制成泥浆，再对泥浆进行超声波和真空处理除去气泡，将处理好的泥浆缓慢注入事先组装好的模具内，待凝固成型后脱模，脱出的素坯放入干燥器烘干，烘干温度100℃，时间大于20小时；将干燥好的素坯放入感应炉或电阻炉内，封闭炉门，抽真空，注入氩气，压力保持0.1-0.21个大气压，加温烧结，烧结温度大于1550℃，时间为4小时，烧结后出炉，制成水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板。
实施例4
取纯度大于98％的碳化硅78份、粒度88μm的热塑性酚醛树脂粉10份、纯度大于98％且粒度44μm的硅粉12份，其中粒度10-5μm的碳化硅40份、粒度5-1μm的碳化硅38份；将原料放入球磨机，再加入碳化硅、热塑性酚醛树脂粉和硅粉总重量25％的水、1％的乌洛托品、3％的结合剂和0.1-2％的分散剂；开球磨机湿磨3小时，将原料制成泥浆，再对泥浆进行超声波和真空处理除去气泡，将处理好的泥浆缓慢注入事先组装好的模具内，待凝固成型后脱模，脱出的素坯放入干燥器烘干，烘干温度100℃，时间大于20小时；将干燥好的素坯放入感应炉或电阻炉内，封闭炉门，抽真空，注入氩气，压力保持0.1-0.21个大气压，加温烧结，烧结温度大于1550℃，时间为4.5小时，烧结后出炉，制成水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板。
Claims (9)
1、水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，其特征在于：所用材料由碳化硅、碳素材料和硅粉及外加的水、固化剂、结合剂和分散剂组成，碳化硅、碳素材料和硅粉的重量份数及加入比例是：碳化硅66-83份、碳素材料5-10份、硅粉10-24份；水、结合剂和分散剂的加入量分别占碳化硅、碳素材料和硅粉的总重量的比例为：水10-30％，结合剂1-3％，分散剂0.1-2％；
所述的碳化硅具有不同的粒度等级，其粒度分布在60-40μm、40-20μm、20-10μm、10-5μm和5-1μm中的两个或两个以上粒度区间。
2、如权利要求1所述的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，其特征在于：所述的结合剂为羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠或糊精。
3、如权利要求1所述的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，其特征在于：所述的分散剂为木质素磺酸钠、六偏磷酸钠或三聚磷酸钠。
4、如权利要求1所述的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，其特征在于：所述碳化硅的纯度大于98％。
5、如权利要求1所述的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，其特征在于：所述硅粉的纯度大于98％，粒度小于44μm。
6、如权利要求1所述的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，其特征在于：所述碳素材料为炭黑、石墨和热塑性酚醛树脂粉中的一种或两种以上的混合。
7、如权利要求6所述的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，其特征在于：所述炭黑的碳含量大于99％、粒度小于500nm；所述石墨的碳含量大于98％、粒度小于88μm；所述热塑性酚醛树脂粉的粒度小于88μm。
8、如权利要求6所述的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板，其特征在于：碳素材料选用热塑性酚醛树脂粉时，外加乌洛托品，加入量是碳化硅、热塑性酚醛树脂粉和硅粉总重量的1-2％。
9、如权利要求1所述的水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板的制造方法，其特征在于：
步骤一、取权利要求1所述的碳化硅66-83份、碳素材料5-10份、硅粉10-24份放入球磨机，再加入碳化硅、碳素材料和硅粉总重量10-30％的水、1-2％的固化剂、1-3％的结合剂和0.1-2％的分散剂，开球磨机湿磨2-10小时，将原料制成泥浆；
步骤二、将制成的泥浆放入储存罐，进行超声波和真空处理，除去气泡；
步骤三、将处理好的泥浆缓慢注入事先组装好的模具内，待凝固成型后脱模；
步骤四、将脱出的素坯放入干燥器烘干，烘干温度100℃，时间大于20小时；
步骤五、将干燥好的素坯放入感应炉或电阻炉内，封闭炉门，抽真空，注入氩气，压力保持0.1-0.21个大气压，加温烧结，烧结温度大于1550℃，时间为4-5小时，烧结后出炉，制成水泥窑预热器内筒用反应烧结碳化硅挂板。
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